Устройство для воспроизведения функций

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматики и телемеханики при аналоговой и цифровой обработче сигналов. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет цифрового воспроизведения значений сигналов бе з разрывов и с разрывами на границах участков аппроксимации и повышение точности работы устройства Устройство содержит блок 1 задания параметров функций , первый и второй регистры 2,3 ординат, первый выход 4 блока задания параметров, второй выход 5 блока задания параметров, первый элемент 6 задержки, преобразователь 7 прямого кода в дополнительный, первый сумматор 8, цифровой блок 9 умножения, тактовый вход 10 блока задания параметров, регистр 11 длительности участка аппроксимации, третий выход 12 блока задания параметров, аналоговый выход 13 устройства, цифровой выход 14 устройства, второй сумматор 15, цифроаналоговый преобразователь 16, управляемый генератор 17 импульсов, реверсивный счетчик 18, первый буферный регистр 19, блок 20 памяти значений аргумента, второй буферный регистр 21, второй элемент задержки 22, третий элемент задержки 23, элемент ИЛИ 24. Устройство реализует аппроксимацию сигнала y(t) по соседним дискретным отсчетам AI и Аз и интервалу времени между ними по формуле у(т) А1 + (А2-А1)Р(дУ), где F(t) - аппроксимирующая функция; F(t) 1. 1 ил. О I VI w

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 06 .G 7/26

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4669745/24 (22) 30.03.89 (46) 23.04.91, Бюл. KL 15 (71) Одесский политехнический институт (72) Г.Ф. Болилый, И.В. Мартынов и Т.Г, Трофименко (53) 681.335(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

%809125, кл. G 06 F 1/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 11227733995555, кл. 6 06 6 7/26, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматики и телемеханики при аналоговой и цифровой обработке сигналов. Цель изобретения— расширение класса решаемых задач за счет цифрового воспроизведения значений сигналов без разрывов и с разрывами на границах участков аппроксимации и повышение точности работы устройства. Устройство содержит блок 1 задания. параметров функций, первый и второй регистры 2, 3 ординат, „„5U„„1644177 Al первый выход 4 блока задания параметров, второй выход 5 блока задания параметров, первый элемент 6 задержки, преобразователь 7 прямого кода в дополнительный, первый сумматор 8, цифровой блок 9 умножения, тактовый вход 10 блока задания параметров, регистр 11 длительности участка аппроксимации, третий выход 12 блока задания параметров, аналоговый выход 13 устройства, цифровой выход 14 устройства, второй сумматор 15, цифроаналоговый преобразователь 16, управляемый генератор 17 импульсов, реверсивный счетчик 18, первый буферный регистр 19, блок 20 памяти значений аргумента, второй буферный регистр

21, второй элемент задержки 22, третий элемент задержки 23, элемент ИЛИ 24. Устройство реализует аппроксимацию сигнала у(т) по соседним дискретным отсчетам А1 и Az u интервалу времени между ними по формуле у(1) =СИ+(А2-А ) F-(— ), где F(t) — аппроксимирующая функция:

F(c)6t 0; 1(. 1 ил.

i 644177 ними соответственно, счетчик 18 обнуляет- 55 ся сигналом "Пуск" (не показан). Сигнал с выхода признака обнуления счетчика 18 поступает на входы записи регистров 2, Зи11, разрешая параллельную запись в эти региИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматики и телемеханики при аналоговой и цифровой обработке сигналов.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет цифрового воспроизведения значений сигналов без разрывов и с разрывами на границах участков аппроксимации и повышение точности работы устройства, На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 задания параметров функций, первый 2 и второй 3 регистры, ординат, первый выход 4 блока 1 задания параметров, второй выход 5 блока

1, первый элемент 6 задержки, преобразователь 7 прямого кода в дополнительный, первый сумматор 8, цифровой блок 9 умножения, тактовый вход 10 блока 1, регистр 11 длительности участка аппроксимации, третий выход 12 блока 1, аналоговый 13 и цифровой 14 выходы устройства, второй сумматор 15, цифроаналоговый преобразователь 16, управляемый генератор 17 импульсов, реверсивный счетчик 18, первый буферный регистр 19, блок 20 памяти значений аргумента, второй буферный регистр

21, второй элемент 22 задержки, третий элемент 23 задержки и элемент ИЛИ 24, Аппроксимацию сигнала y(t) по соседним дискретным отсчетам А1и Аг и интервалу времени AT между ними устройство реализует по следующей формуле:

Y(t) = A1+(A2 А1) F (— ), (1)

ЬТ где AT — интервал-времени между соседними дискретными отсчетами А1 и А2 сигнала;

А> и А2 — первый и второй дискретные отсчеты сигнала соответственно;

F — аппроксимирующая функция, F(t)G.(0; 1(Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на информационный вход счетчика f8 подается код N, который сохраняется на этом входе все время работы устройства, блок 1 задания параметров функций выставляет на свои первый

4, второй 5 и третий 12 выходы коды значений второго А2, первого А1 дискретных отсчетов сигнала и интервала ЬТ между

50 стры подготовленных блоком 1 значений Ар, А1 и AT соответственно, а также на тактовый вход блока 1, разрешая ему начать подготовку данных для следующего участка аппроксимации. Через время, определяемое элементом 23 задержки, достаточное для записи кодов в регистры 2, 3 и 11, задержанный импульс признака обнуления счетчика 18 поступает с выхода элемента 23 на вход записи счетчика 18, устанавливая его в состояние N, На выходе блока 20 формируется записанный e N-й ячейке код значения аппроксимирующей функции F, соответствующий нулевому значению ее аргумента:

F(O), который поступает на первый информационный вход цифрового блока 9 умножения. Одновременно на второй информационный вход цифрового блока 9 умножения поступает код разности Az — A1. сформированный на выходе первого сумматора 8, на первый вход которого поступает код А2 с выхода регистра 2, а на второй вход сумматора 8 поступает дополнитель.ный код числа А>, сформированный на выходе преобразователя 7, на вход которого подан код А< с выхода регистра 3. Импульс установки счетчика 18 в состояние N с выхода третьего элемента 23 задержки поступает на вход элемента ИЛИ 24, выход которого соединен с входом первого элемента 6 задержки, и с выхода элемента 6 задержки запускает цифровой блок 9 умножения. Время задержки элемента 6 задержки выбирается достаточным для того, чтобы к моменту запуска цифрового блока 9 умножения на его информационных входах успели сформироваться код значения функции F в 3-й точке (с выхода блока 20) и код А2-А1 (последний остается неизменным в течение интервала аппроксимации и меняется лишь при переходе к новому интервалу аппроксимации). Поскольку F(0)=0, то на выходе цифрового блока 9 умножения формируется код нуля, который поступает на информационный вход первого буферного регистра 19 и записывается в этот регистр по сигналу с выхода второго элемента;22 задержки, задержанному на время, необходимое для выполнения операции умножения. По этому же сигналу с выхода элемента 22 задержки производится запись во второй буферный регистр 21 кода А1 с выхода регистра 3.

Коды с выходов буферных регистров 19 и 21 поступают соответственно на первый и второй входы второго сумматора 15. Таким образом, на цифровом выходе 14 устройства формируется код А1, а на аналоговом выходе 13 соответствующий ему уровень аналогового сигнала. Кроме того, через определенное время задержки, достаточное

1644177 для записи в регистр 11 и для перезаписи

Л Т в управляемый генератор 17, счетные импульсы начинают поступать на счетный вход счетчика 18.

Частота следования импульсов на выходе управляемого генератора 17 соответствует коду ЛТ регистра 11.

Через интервал времени, пропорциональный ЛТ, на счетный вход счетчика 18 поступает импульс с выхода управляемого генератора 17 и переводит счетчик 18 в (1ч -1)-е состояние. Этот же импульс с выхода уп равляемого генератора 17, пропущенный элементом ИЛИ 24, поступает на вход элемента 6 задержки и через время, достаточное для формирования на выходе блока 20 записанного в (й — 1)-й ячейке кода аппроксимирующей функции F, запускает цифровой блок 9 умножения, на первом информационном входе которого к моменту запуска успевает сформироваться код значения аппроксимирующей функции F в точке с номером i=1. На второй информационный вход цифрового блока 9 умножения поступает полученный с помощью преобразователя 7 и сумматора 8 код разности Az-А . На выходе цифрового блока 9 умножения формируется код (А A>)F(— ), который записывается в буфер1

N ный регистр 19 по окончании процесса умножения, Таким образом, на выходе сумматора 15 формируется код значения

1 (A<+(Az-A>)F(N ) ), а на аналоговом выходе

13 устройства — соответствующий этому коду уровень аналогового сигнала. Состояния выходов 13 и 14 остаются неизменными до момента появления следующего, второго, импульса на выходе второго элемента 22 задержки (нумерация этих импульсов начинается с куля), Аналогично описанному, на цифровом выходе 14 устройства формируется код (А1+(Аг — A>)F(— )), а на аналоговом

N выходе 13 — соответствующий ему аналоговый сигнал, На остальных подинтервалах, на которые разбита область (О, hT), устройство работает аналогично. На последнем, N-м подинтервале, после воспроизведения промежуточного значения сигнала в момент времени, соответствующего значению аппроксимирующей функции F, записанному в первой ячейке блока 20, выходы 13 и 14 устройства пребыN — 1 вают в состоянии (At+(Ag — АцГ(— à — ) ) до тех пор, пока на счетный вход счетчика 18 не поступает очередной импульс с выхода управляемого генератора 17, который пере5

55 водит счетчик 18 в нулевое состояние. На первый информационный вход цифрового блока.9 умножения аналогично описанному поступает код значения аппроксимирующей функции F(1), записанный в нулевой ячейке блока 20. Аналогично описанному с задержкой, обеспечиваемой последовательным соединением элементов 6 и 22, выходы 14 и 13 оказываются в состоянии (А +(А — A>)F(1)), соответствующем значению сигнала в конечной точке интервала аппроксимации. При этом F(1)=0, вследствие чего на выходе имеют код А1, но значен и е А1 соответствует уже следующему интервалу аппроксимации, что видно иэ следующего. Одновременно, в связи с тем, что счетчик 18 переходит в нулевое состояние, сигнал с его выхода признака обнуления поступает на тактовый вход блока 1, разрешая начать подготовку исходных данных для следующего участка аппроксимации, и этот же сигнал поступает на входы записи регистров 2, 3 и 11, разрешая параллельную запись в них кодов исходных данных для текущего участка аппроксимации, заранее выставленных блоком 1 на его цифровые выходы 4, 5 и 12. Импульс с выхода признака обнуления счетчика 18 поступает с задержкой на время, определяемое элементом 23, на вход записи счетчика 18, устанавливает счетчик 18 в состояние N.

Аналогично тому, как воспроизводится первый отсчет сигнала А1 на предыдущем интервале аппроксимации, снова воспроизводится первый отсчет сигнала А1 на новом участке аппроксимации.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения функций, содержащее первый и второй буферные регистры, элемент ИЛИ, первый и второй сумматоры, блок задания параметров функций, первый, второй и третий выходы которого подключены к информационным входам соответственно первого и второго регистров ординат и регистра длительности участка аппроксимации. выход которого соединен с входом управляемого генератора импульсов, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, цифровой выход которого соединен с адресным входом блока памяти значений аргумента, аналоговый выход устройства подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет цифрового воспроизведения значений сигналов без разрывов и с разрывами на границах участков аппроксимации и повышения точности работы устройства, в него введены первый, второй и третий элементы задержки, преобСоставитель В.Алекперов

Техред M,Ìoðã íòàë Корректор Т,Колб

Редактор Н.Бобкова

Заказ 1242 Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 разователь прямого кода в дополнительный и цифровой блок умножения, информационные входы которого подключены соответственно к выходам блока памяти значений аргумента и первого сумматора, а выход соединен.с информационным входом первого буферного регистра, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго буферного регистра, а выход второго сумматора является цифровым выходом устройства и подключен к входу цифроаналогового преобразователя, выход первого регистра ординат соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу преобразователя прямого кода в дог10лнительный, вход КоТоporo соединен с выходом второго регистра ординат и с информационным входом второго буферного регистра, вход записи котоporo обьединен с входом записи первого буферного регистра и подключен к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен с входом запуска цифрового блока

5 умножения и с выходом первого элемента задержки, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходом управляемого генератора импульсов и входом записи реверсивного

10 счетчика, который также подключен к выходу третьего элемента задержки, вход которого соединен с входами записи первого и второго регистров ординат и регистра длительности участка аппроксимации, с такто15 вым входом блока задания параметров функций и подключен к выходу признака обнуления реверсивного счетчика, информационный вход которого соединен с входом задания числа интервалов

20 аппроксимирующей функции устройства.